JPS59158375A - Fuel injection device - Google Patents
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- JPS59158375A JPS59158375A JP58033186A JP3318683A JPS59158375A JP S59158375 A JPS59158375 A JP S59158375A JP 58033186 A JP58033186 A JP 58033186A JP 3318683 A JP3318683 A JP 3318683A JP S59158375 A JPS59158375 A JP S59158375A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関するものであり
、詳しくは内燃機関の燃焼に直接影響を及ぼす噴射波形
、すなわち噴射率の制御が可能な燃料噴射装置に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection device that can control the injection waveform, that is, the injection rate, which directly affects combustion in the internal combustion engine. be.
一般に自船機関は燃料噴射の仕方によって性能が大きく
変化し、直接噴射式ディーゼルエンジンの場合には燃料
噴射ポンプから噴射ノズルを通じて噴射される噴射率が
燃焼に直接影響を及ぼす。In general, the performance of a ship's engine varies greatly depending on the method of fuel injection, and in the case of a direct injection diesel engine, the injection rate at which the fuel is injected from the fuel injection pump through the injection nozzle directly affects combustion.
たとえばディーゼルエンジンはアイドリング運、転時の
燃焼騒音が大きいという問題をもっているが、これに対
してアイドリング運転時は燃料噴射時間を長くすると有
効であることが知られている。For example, diesel engines have the problem of large combustion noise during idling and running, but it is known that increasing the fuel injection time during idling is effective in solving this problem.
また中、高速回転領域においては、着火時までの噴射率
を低減して着火時に急激に噴射率を上げると効率のよい
燃焼を行わせることが可能となる。Furthermore, in the medium to high speed rotation region, efficient combustion can be achieved by reducing the injection rate up to the time of ignition and rapidly increasing the injection rate at the time of ignition.
このように、エンジンの運転状況に応じて噴射率の要求
特性は変化するものであるが、従来においてはある運転
条件で噴射率を設定すると、この噴射率特性が他の運転
状態にもそのまま適用され、運転状況の変化に対応して
噴射率を変化できないという不具合があった。In this way, the required characteristics of the injection rate change depending on the operating conditions of the engine, but in the past, once the injection rate was set under a certain operating condition, this injection rate characteristic would be applied as is to other operating conditions. However, there was a problem in that the injection rate could not be changed in response to changes in operating conditions.
本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、エ
ンジンの運転状況に応じてプランジャの送油率を変化さ
せること、こより、エンジンの全運転域に亘って最適な
噴射率が得られる燃料噴射ボンブの噴射率制御装置を提
供しようとするものである。The present invention was made based on the above circumstances, and it is a fuel injection method that changes the oil feed rate of the plunger according to the operating conditions of the engine, thereby achieving an optimal injection rate over the entire operating range of the engine. This invention attempts to provide a bomb injection rate control device.
すなわち本発明は、プランジャ先端に装着したピストン
をポンプ圧送行程の初期時においてはプランジャと一体
となって移動させ、圧送行程の途中において内燃機関の
運転条件に応じたタイミングでピストンの移動を停止さ
せることによってプランジャの実加圧断面積を変えるこ
とを可能にして燃料噴射率を内燃機関の運転条件に応じ
て広範囲にわたって最適に制御するものである。That is, the present invention moves the piston attached to the tip of the plunger together with the plunger at the beginning of the pump pressure stroke, and stops the movement of the piston at a timing corresponding to the operating conditions of the internal combustion engine during the pressure stroke. This makes it possible to change the actual pressurizing cross-sectional area of the plunger, thereby optimally controlling the fuel injection rate over a wide range depending on the operating conditions of the internal combustion engine.
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.
第1図ないし第5図は本発明の第1実施例に関するもの
で、第1図は燃料噴射装置の要部を示す部分断面側面図
、第2図は第1図のコントローラ30付近の構造を示す
詳細図、第3図はプランジャ2の先端部分の詳細構造を
示す斜視図、第4図はポンプカム回転角と送油量との関
係を示す特性図、第5図はポンプカム回転角と噴射率と
の関係を示す特性図である。1 to 5 relate to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a partially sectional side view showing the main parts of a fuel injection device, and FIG. 2 is a structure near the controller 30 in FIG. 1. 3 is a perspective view showing the detailed structure of the tip of the plunger 2, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between pump cam rotation angle and oil supply amount, and FIG. 5 is a diagram showing pump cam rotation angle and injection rate. FIG.
第1図および第2図において1はハウジングであり、プ
ランジャ2が摺動自在に挿入されている。In FIGS. 1 and 2, 1 is a housing, into which a plunger 2 is slidably inserted.
プランジャ2は図示しないディーゼルエンジンと同期し
て回転するドライブシャフト3に、力・ノブリング4お
よびフェイスカム5を介して連結されている。カップリ
ング4はシャフト3の回転を常にフェイスカム5および
プランジャ2に伝えるとともに、シャフト3に対してフ
ェイスカム5およびプランジャ2の軸方向への移動を許
容するようになっている。The plunger 2 is connected via a force/knob ring 4 and a face cam 5 to a drive shaft 3 that rotates in synchronization with a diesel engine (not shown). The coupling 4 always transmits the rotation of the shaft 3 to the face cam 5 and the plunger 2, and allows the face cam 5 and the plunger 2 to move in the axial direction with respect to the shaft 3.
プランジャ2に設けたフェイスカム5と該フェイスカム
5に対向して設けたカムローラ6との摺接で、プランジ
ャ2はその1回転中にエンジンの気筒の数に応じた回数
だけ往復運動させられる。Due to sliding contact between a face cam 5 provided on the plunger 2 and a cam roller 6 provided opposite to the face cam 5, the plunger 2 is reciprocated a number of times corresponding to the number of cylinders of the engine during one revolution.
その各往復運動におけるプランジャ2が第1図の −左
方へ動くように運動させられる吸入行程にある場合、プ
ランジャ2の端面に形成されたポンプ加圧室7内には、
プランジャ2の先端外周に設けられた複数の吸入溝8の
1つと、ハウジング1内に延びる吸入孔9とを介してポ
ンプ室10内の燃料が吸入される。そしてプランジャ2
の回転により吸入溝8と吸入孔9との連通がたたれると
同時にプランジャ2が図示右方へ動く圧縮行程が始まり
、ポンプ加圧室7内にある燃料はプランジャ2内部に設
けられた縦孔11と、プランジャ2の外周面に設けられ
た1つの分配溝12を介して吐出口13へ供給され、該
吐出口13を通じて図示しないエンジンの対応する気筒
の燃料噴射弁に至る。燃料噴射量の調節部材であるスピ
ルリング14は、プランジャ2上を移動可能であり、プ
ランジャ2の圧縮行程の途中で前記縦孔11に連通した
スピルボート15を開き、このスプール15を開(タイ
ミングによって前記吐出口13から供給される燃料噴射
量を決定する。このスピルボート15が開かれるとポン
プ加圧室7内の燃料は縦孔11およびこの孔15を経て
ポンプ室10へ戻されるもの゛である。When the plunger 2 in each reciprocating motion is in the suction stroke in which it is moved to the -left in FIG.
Fuel in the pump chamber 10 is sucked into the pump chamber 10 through one of the plurality of suction grooves 8 provided on the outer periphery of the tip of the plunger 2 and through a suction hole 9 extending into the housing 1 . and plunger 2
Due to the rotation of , the communication between the suction groove 8 and the suction hole 9 is broken, and at the same time, the compression stroke in which the plunger 2 moves to the right in the figure begins, and the fuel in the pump pressurizing chamber 7 is transferred to the vertical passage provided inside the plunger 2. The fuel is supplied to the discharge port 13 through the hole 11 and one distribution groove 12 provided on the outer peripheral surface of the plunger 2, and reaches the fuel injection valve of the corresponding cylinder of the engine (not shown) through the discharge port 13. The spill ring 14, which is a fuel injection amount adjustment member, is movable on the plunger 2, and opens the spill boat 15 communicating with the vertical hole 11 during the compression stroke of the plunger 2, and opens the spool 15 (depending on the timing). The amount of fuel to be injected from the discharge port 13 is determined. When the spill boat 15 is opened, the fuel in the pump pressurizing chamber 7 is returned to the pump chamber 10 through the vertical hole 11 and this hole 15. .
スピルリング14はサポーテイングレバー16によって
、フライウェート17の動きに応動するカバナスリーブ
18に連結されているとともに、テンションレバー19
およびメインスプリング20によってアジヤスティング
レバー21に連結され、車速ないしはアクセルペダルの
踏込みに応じた燃料噴射量制御を行うようになっている
ことはすでに知られている。The spill ring 14 is connected by a supporting lever 16 to a cabana sleeve 18 that responds to the movement of the flyweights 17, and a tension lever 19.
It is already known that the main spring 20 is connected to an adjusting lever 21 to control the fuel injection amount in accordance with the vehicle speed or the depression of the accelerator pedal.
ポンプ室10にはドライブシャフト3上に設けられたフ
ィードポンプ25によって加圧された燃料が充満してお
り、この燃料圧力は図示しない圧力制御弁により公知の
如くエンジン回転数に関連して制御されるので、回転の
上昇に応じてポンプ室10の燃料圧力が増大するように
なっている。The pump chamber 10 is filled with fuel pressurized by a feed pump 25 provided on the drive shaft 3, and the fuel pressure is controlled in relation to the engine speed by a pressure control valve (not shown) as is known. Therefore, the fuel pressure in the pump chamber 10 increases as the rotation increases.
前記ポンプ加圧室7の位置にはコントローラ30が取り
付けられている。っまりポンプ加圧室7はハウジング1
とプランジャ2およびコントローラ30によって囲まれ
た空間により実質的に構成されたものである。コントロ
ーラ30は第1図および第2図に示されている。すなわ
ち、34はコントローラ30のシリンダであり、ハウジ
ング1にねじ部32を介して螺着されている。前記コン
トローラ30のシリンダ34にはピストン35が油密的
かつ摺動自在に嵌挿されている。また前記ねじ部32に
より、シリンダ34をハウジング1に締着することによ
り、当たり面1aにて油密を保っている。A controller 30 is attached to the pump pressurizing chamber 7. The pump pressurizing chamber 7 is the housing 1
, a space surrounded by the plunger 2 and the controller 30. Controller 30 is shown in FIGS. 1 and 2. That is, 34 is a cylinder of the controller 30, which is screwed into the housing 1 via a threaded portion 32. A piston 35 is fitted into the cylinder 34 of the controller 30 in an oil-tight and slidable manner. Further, by tightening the cylinder 34 to the housing 1 using the threaded portion 32, oil-tightness is maintained at the contact surface 1a.
プランジャ2の先端にはピストン35の連結部70が設
けてあり、第3図で詳細を示すような形状となっていて
、加圧行程にない場合はスプリング71によってピスト
ン35が第2図中の右方に付勢されている為、第2図に
示す状態のようにピストン35の引っかけ部78はプラ
ンジャ2の先端の連結部70に接触する位置にある。A connecting portion 70 for the piston 35 is provided at the tip of the plunger 2, and has a shape as shown in detail in FIG. Since it is biased to the right, the hook portion 78 of the piston 35 is in a position where it contacts the connecting portion 70 at the tip of the plunger 2, as shown in FIG.
72は吸入溝8と縦孔11をっなぐ連通孔であり、ピス
トン35の引っがけ部78がスプリング収納孔73を塞
ぐような時の、加圧室の油圧ロック防止用に設けである
。A communication hole 72 connects the suction groove 8 and the vertical hole 11, and is provided to prevent hydraulic locking of the pressurizing chamber when the hook portion 78 of the piston 35 closes the spring storage hole 73.
31はコントローラのボデーであり、ボルト33にてハ
ウジング1に固定されている。ボデー31にはシリンダ
部44が設けられており、シリンダ部44には制御ピス
トン36が油密的に摺動回動自在に嵌挿されており制御
ピストン36はリターンスプリング65によりばね材6
4を介して左方に付勢されていて、左端面は常にピスト
ン35の右端と当接されている。制御ピストン36は前
記ピストン35の反対側に位置する面に制御面37が形
成されている。この制御面37は軸方向に対・して周方
向に沿って高さが異なるように形感されていおり、たと
えば螺旋形状面をなしている。31 is the body of the controller, which is fixed to the housing 1 with bolts 33. The body 31 is provided with a cylinder portion 44 , and a control piston 36 is fitted into the cylinder portion 44 so as to be slidable and rotatable in an oil-tight manner.
4, and the left end surface is always in contact with the right end of the piston 35. The control piston 36 has a control surface 37 formed on the surface opposite to the piston 35 . This control surface 37 is shaped so that its height differs along the circumferential direction with respect to the axial direction, and has a spiral-shaped surface, for example.
前記制御面37とシリンダ部44とで囲まれた空間には
油密室38を形成しである。この油密室38にはボデー
31に設けた制御孔39と絞り孔43が開口されている
。制御孔39は前記制御ピストン36の制御面37によ
って開閉されるようになっている。制御孔39、絞り孔
43はボデー31に形成した燃料通路40、ギヤ室57
、シリンダ34に形成した燃料通路41、ハウジング1
に形成した燃料通路42を介してポンプ室IOに導通さ
れている。なお、絞り孔43は制御ピストン36が軸方
向のいかなる位置にあっても油密室38と連通されてい
る。制御ピストン36の左端部には平行な二手面である
二面中54が設けられていて、制御ギヤ55に対し図に
おいて左右方向の慴動は自在であるが回転方向の移動は
規制されている。制御ギヤ55左端部はシリンダ34の
右端部に軸合わせのために回動自在に嵌挿されていて、
制御ギヤ55から回動力以外の荷重が制御ピストン36
に加わらないようになっている。制御ギヤ55はギヤ5
3を介してステップモータ60のシャフト61からの回
動力が伝達するようになっている。従ってステップモー
タ60を駆動することによって制御ピストン36を回動
できる。またステップモータ60はボルト62により゛
ボデー31に固定されている。なお、67はOリングを
示す。An oil-tight chamber 38 is formed in a space surrounded by the control surface 37 and the cylinder portion 44. A control hole 39 and a throttle hole 43 provided in the body 31 are opened in this oil-tight chamber 38 . The control hole 39 is adapted to be opened and closed by a control surface 37 of the control piston 36. The control hole 39 and the throttle hole 43 are connected to a fuel passage 40 and a gear chamber 57 formed in the body 31.
, the fuel passage 41 formed in the cylinder 34, and the housing 1
It is electrically connected to the pump chamber IO via a fuel passage 42 formed in the pump chamber IO. Note that the throttle hole 43 communicates with the oil-tight chamber 38 no matter where the control piston 36 is located in the axial direction. The left end of the control piston 36 is provided with two parallel two-handed surfaces 54, which can freely slide in the left-right direction relative to the control gear 55 in the figure, but are restricted from moving in the rotational direction. . The left end of the control gear 55 is rotatably fitted into the right end of the cylinder 34 for axis alignment.
A load other than the rotational force from the control gear 55 is applied to the control piston 36.
It is designed not to participate in Control gear 55 is gear 5
The rotational force from the shaft 61 of the step motor 60 is transmitted through the step motor 3 . Therefore, by driving the stepper motor 60, the control piston 36 can be rotated. Further, the step motor 60 is fixed to the body 31 with bolts 62. Note that 67 indicates an O-ring.
以上のような構成にもとづく第1実施例の作動について
説明する。The operation of the first embodiment based on the above configuration will be explained.
プランジャ2が図示右方へ移動されてポンプ加圧室7内
の燃料を加圧し始めるとピストン35は左端面に燃料圧
力を受けるので、プランジャ2と一体となって制御ピス
トン36とともに、スプリング65の押圧力に抗して右
方へ移動させられる。When the plunger 2 is moved to the right in the figure and begins to pressurize the fuel in the pump pressurizing chamber 7, the piston 35 receives fuel pressure on its left end surface, so that the piston 35 works together with the control piston 36 to pressurize the spring 65. It is moved to the right against the pressing force.
油密室38内の燃料は制御ピストン36によって加圧さ
れるから、制御ピストン36の移動量に相当した分だけ
制御孔39からポンプ室10へ逃される。前記制御面3
7が制御孔39を塞ぐ位置に達すると、油密室38内の
燃料は、絞り孔43のわずかな孔以外に流出する逃げ場
がなくなるため制御ピストン36の移動はほとんど停止
状態となる。従ってピストン35.もまた、はとんど停
止状態となる。Since the fuel in the oil-tight chamber 38 is pressurized by the control piston 36, an amount corresponding to the amount of movement of the control piston 36 escapes from the control hole 39 to the pump chamber 10. The control surface 3
7 closes the control hole 39, the fuel in the oil-tight chamber 38 has no place to escape other than the small hole in the throttle hole 43, so the movement of the control piston 36 almost stops. Therefore, the piston 35. is also almost at a standstill.
ピストン35がプランジャ2と一体となって右方へ移動
している時の加圧室7内の燃料の実加圧断面積は〔プラ
ンジャ2の断面積〕−〔ピストン35の断面積〕であっ
たが、ピストン35がほとんど停止状態となった時の実
加圧断面積は、はとント〔プランジャ2の断面積〕とな
るため、ピストン35がほとんど停止した時点以降は実
加圧断面積は急に増加し、従って噴射弁への送油率も急
に増加し、たとえば第4図の0→a→◎で示すような送
油量特性となる。When the piston 35 is moving to the right together with the plunger 2, the actual pressurizing cross-sectional area of the fuel in the pressurizing chamber 7 is [cross-sectional area of the plunger 2] - [cross-sectional area of the piston 35]. However, since the actual pressurized cross-sectional area when the piston 35 is almost at a standstill becomes constant [the cross-sectional area of the plunger 2], the actual pressurized cross-sectional area suddenly increases after the piston 35 almost stops. Therefore, the oil feed rate to the injection valve also increases suddenly, resulting in an oil feed amount characteristic as shown by 0→a→◎ in FIG. 4, for example.
一方、燃料の圧送が終ってプランジャ2が吸入行程に至
ると、ポンプ加圧室7内の燃料圧力が減少するとともに
プランジャ2が左方に移動するので、プランジャ2の連
結部70がピストン35の引っかけ部78を引張りなが
らピストン35はプランジャ2と共に左方へ移動する。On the other hand, when the plunger 2 reaches the suction stroke after the pressure feeding of fuel is finished, the fuel pressure in the pump pressurizing chamber 7 decreases and the plunger 2 moves to the left, so that the connecting portion 70 of the plunger 2 is connected to the piston 35. While pulling the hook 78, the piston 35 moves to the left together with the plunger 2.
ピストン35が左方へ移動すると同時に制御ピストン3
6へのピストン35による当接荷重が除去されるので、
リターンスプリング65の付勢力により、制御ピストン
36も左方への移動を開始する。制御ピストン36の左
方への移動直後は絞り孔43を介して燃料が油密室38
内へ導入されるため制御ピストン36の移動速度は遅い
が、制御面37が制御孔39を開放すると即座に制御ピ
ストン36はピストン35に当接する位置まで移動する
。制御面37が制御孔39を塞いでから加圧が終了する
までの時間はプランジャ2が一往復する時間(1サイク
ルに要する時間)に比べて極めて小さい為、制御ピスト
ン36は次の加圧打栓までに初期位置にもどることがで
きる。At the same time as the piston 35 moves to the left, the control piston 3
Since the contact load of the piston 35 on the piston 6 is removed,
Due to the biasing force of the return spring 65, the control piston 36 also begins to move to the left. Immediately after the control piston 36 moves to the left, fuel flows into the oil-tight chamber 38 through the throttle hole 43.
Although the movement speed of the control piston 36 is slow because the control piston 36 is introduced into the piston 35, the control piston 36 moves to a position where it abuts the piston 35 as soon as the control surface 37 opens the control hole 39. Since the time from when the control surface 37 closes the control hole 39 until the end of pressurization is extremely short compared to the time required for one reciprocation of the plunger 2 (the time required for one cycle), the control piston 36 does not start the next pressurization stroke. It is possible to return to the initial position by the time the plug is closed.
しかして前述の作動から判るように、制御ピストン36
の移動量は送油率が急に増大する時期を決定するもので
ある。そしてこの制御ピストン36の移動距離は制御面
37と制御孔39の軸方向に沿う相対的な距離に影響さ
れる。制御面37は本実施例においては螺旋状に形成さ
れているから、制御ピストン36を回動させると制御面
37と制御孔39との間の相対的な距離を変えることが
できる。As can be seen from the operation described above, the control piston 36
The amount of movement determines when the oil delivery rate suddenly increases. The moving distance of the control piston 36 is influenced by the relative distance between the control surface 37 and the control hole 39 along the axial direction. Since the control surface 37 is helically shaped in this embodiment, the relative distance between the control surface 37 and the control hole 39 can be changed by rotating the control piston 36.
今、制御面37と制御孔39との間の距離を大きくとり
、送油率の増大時期を第4図のA−B−Cと遅らせた場
合には、噴射弁が開弁圧に達する時の送油量がqであれ
ば第4図中に対応する同一条件での状態を同一の符号で
対応付けて記載した第5図に示すように噴射率は送油率
が低下した分だけ低下するため、同一期間内での噴射量
は減少する。ここでアジヤスティンダレパー21の位置
を調整して噴射期間を長(すれば、同一噴射量にて噴射
率を第5図の◎−■−◎のように変えることができる。Now, if we increase the distance between the control surface 37 and the control hole 39 and delay the increase timing of the oil feed rate to A-B-C in Fig. 4, when the injection valve reaches the opening pressure. If the oil feed rate is q, the injection rate will decrease by the amount that the oil feed rate has decreased, as shown in Figure 5, in which the corresponding states under the same conditions are shown in Figure 4 with the same symbols. Therefore, the injection amount within the same period decreases. Here, by adjusting the position of the adjuster blindper 21 to lengthen the injection period, the injection rate can be changed as indicated by ◎-■-◎ in Fig. 5 with the same injection amount.
また送油率の増大時期を第4図のAからDのように早め
ることにより、噴射弁の開弁時期をAからEに早めるこ
とができるため、第5図の◎−■のように噴射時期を進
めることも可能である。In addition, by advancing the increase timing of the oil feed rate from A to D in Figure 4, the opening timing of the injection valve can be advanced from A to E, so that the injection It is also possible to advance the time.
具体的にはエンジンのアイドリング運転時などのような
低回転運転域にあっては、第5図◎のように噴射率を下
げて噴射期間を長く延ばすことによってアンドル運転時
の燃焼騒音を低減することができるし、特に小型゛の直
噴ディーゼルエンジンにおいては低速時の燃焼を大幅に
改善することができる。Specifically, in low-speed operating ranges such as when the engine is idling, combustion noise during idle operation is reduced by lowering the injection rate and extending the injection period as shown in Figure 5 ◎. Especially in small direct-injection diesel engines, combustion at low speeds can be significantly improved.
エンジン回転の高速域においては第5図■のように噴射
率を高くすると共に噴射時期を進めることによって良好
なエンジン性能を受けることができる。In the high speed range of engine rotation, good engine performance can be obtained by increasing the injection rate and advancing the injection timing as shown in FIG.
すなわち、第1実施例においての実際の操作としては、
ステップモータ60を図示しないマイコン等によりエン
ジンの運転状態に応じ最適に制御することで、大幅なエ
ンジン性能向上を達成することができる。That is, the actual operation in the first embodiment is as follows:
By optimally controlling the step motor 60 using a microcomputer or the like (not shown) depending on the operating state of the engine, a significant improvement in engine performance can be achieved.
次に本発明の第2実施例について説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
第6図ないし第8図は本発明の第2実施例に関するもの
であり、第6図はコントローラ30付近の構造を示す詳
細図、第7図はポンプカム回転角と送油量との関係を示
す特性図、第8図ポンプカム回転角と噴射率との関係を
示す特性図である。Figures 6 to 8 relate to the second embodiment of the present invention, with Figure 6 being a detailed view showing the structure around the controller 30, and Figure 7 showing the relationship between the pump cam rotation angle and the amount of oil fed. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between pump cam rotation angle and injection rate.
第6図に示すように第2実施例は第1実施例におけるボ
デー31とシリンダ34とを一体化したシリンダ34を
ねじ部32でハウジング1に螺着しており、シリンダ3
4とピストン35は油密的に摺動・回動自在に嵌合され
ている。シリンダ34とピストン35とで形成される油
密室38には、第1実施例の絞り孔43より径が大きく
第1実施例の制御孔39よりも径の小さい絞り制御孔3
9′がシリンダ34′に設けられて開口されている。As shown in FIG. 6, in the second embodiment, a cylinder 34 in which the body 31 and cylinder 34 of the first embodiment are integrated is screwed onto the housing 1 with a threaded portion 32.
4 and the piston 35 are slidably and rotatably fitted in an oil-tight manner. The oil-tight chamber 38 formed by the cylinder 34 and the piston 35 has a throttle control hole 3 which has a diameter larger than the throttle hole 43 of the first embodiment and a diameter smaller than the control hole 39 of the first embodiment.
9' is provided in the cylinder 34' and is open.
絞り制御孔39′はシリンダ34′に形成した燃料通路
40環状溝88、および/Sウジング1に形成した連通
路42を介してポンプ室10に導通されている。The throttle control hole 39' is communicated with the pump chamber 10 via a fuel passage 40 annular groove 88 formed in the cylinder 34' and a communication passage 42 formed in the /S housing 1.
前記油密室38には、上記絞り制御孔39′とは別個に
供給孔46が連通されている。供給孔46および絞り制
御孔39′はピストン35が軸方向のいかなる位置にあ
っても油密室38と連通されており、供給孔46はシリ
ンダ34′内に形成した吸入逆止弁室47に連通してい
る。吸入逆止弁室47にはスプリング48によって押圧
付勢されたチェック弁49が収容されている。そして吸
入逆止弁室47は吸入通路50を介して前記環状溝88
に通じており、従ってポンプ室IOに導通されている。A supply hole 46 is communicated with the oil-tight chamber 38 separately from the throttle control hole 39'. The supply hole 46 and the throttle control hole 39' communicate with the oil-tight chamber 38 no matter where the piston 35 is in the axial direction, and the supply hole 46 communicates with a suction check valve chamber 47 formed in the cylinder 34'. are doing. A check valve 49 biased by a spring 48 is accommodated in the suction check valve chamber 47 . The suction check valve chamber 47 is connected to the annular groove 88 through the suction passage 50.
and is therefore in communication with the pump chamber IO.
前記チェック弁49は油密室38内の燃料圧力が所定値
以下になると吸入通路50を開いてポンプ室10から燃
料を油密室38に向けて導入するが、油密室38内の燃
料圧が所定値以上の場合には吸入通路50を閉止して逆
流を阻止する。The check valve 49 opens the suction passage 50 to introduce fuel from the pump chamber 10 toward the oil-tight chamber 38 when the fuel pressure in the oil-tight chamber 38 falls below a predetermined value. In the above case, the suction passage 50 is closed to prevent backflow.
第2実施例の作動を第6図ないし第8図にて説明する。The operation of the second embodiment will be explained with reference to FIGS. 6 to 8.
低速回転時には、油密室38より燃料通路4゜へ流出す
る燃料の絞り制御孔39′による流れ抵抗が少なく絞り
効果が小さいのでピストン35はプランジャ2とほぼ一
体となって左右への往復運動を行なうため、ノズルへの
送油率は第7図のライン◎のように小さくなる。従って
噴射時期は第8図の0点のように遅くなり、噴射波形は
第8図中の◎のように噴射期間が長く噴射率の低い波形
となる。During low-speed rotation, the flow resistance of the fuel flowing out from the oil-tight chamber 38 into the fuel passage 4° due to the throttle control hole 39' is low and the throttle effect is small, so the piston 35 reciprocates from side to side almost integrally with the plunger 2. Therefore, the oil feed rate to the nozzle becomes small as shown by line ◎ in Fig. 7. Therefore, the injection timing becomes delayed as shown at point 0 in FIG. 8, and the injection waveform becomes a waveform with a long injection period and a low injection rate, as shown by ◎ in FIG.
また高速回転時には、絞り制御孔39゛の絞り効果が大
きくなるので、ピストン35はほとんど第6図中の左右
方向への運動は行なわず停止した状態となるため、図示
しないノズルへの送油率が第7図のライン◎のように高
くなり、噴射時期が第8図中のA点のように進み、噴射
波形は第8図中の◎のように噴射率が高く噴射期間が短
い波形となる。Furthermore, during high-speed rotation, the throttling effect of the throttling control hole 39' becomes large, so the piston 35 hardly moves in the left-right direction in FIG. 6 and is in a stopped state. becomes high as shown by line ◎ in Figure 7, the injection timing advances as shown at point A in Figure 8, and the injection waveform becomes a waveform with a high injection rate and short injection period as shown by ◎ in Figure 8. Become.
また中速回転域では、絞り制御孔39′の絞り効果が低
速回転時よりは大きく高速回転時よりは小さいのでピス
トン35はプランジャ2より遅い速度で第6図中の右方
へ移動するため、送油率は第7図の◎と◎との中間のラ
イン■のようになる。Furthermore, in the medium speed rotation range, the throttling effect of the throttle control hole 39' is greater than during low speed rotation and smaller than during high speed rotation, so the piston 35 moves to the right in FIG. 6 at a slower speed than the plunger 2. The oil feed rate is as shown in the line ■ between ◎ and ◎ in Figure 7.
したがって噴射時期、噴射率、噴射期間は第8図中のB
点およびライン■で示すように高速回転時と低速回転時
との中間のものとなる。Therefore, the injection timing, injection rate, and injection period are B in Figure 8.
As shown by the dot and the line ■, it is intermediate between high speed rotation and low speed rotation.
チェック弁49はピストン35が左方に移動する時に油
密室38内における気泡発生を防止するためのものであ
り、プランジャ2の左方移動時の吸入行程中に温材通路
40、絞り制御孔39゛を介してポンプ室10の燃料を
油密室38内に導入できるほど、もしくは発生した気泡
を次の圧送行程までに消滅できるほどポンプ室10内の
燃料圧が高く、油密室38に気泡が発生することがなけ
れば、供給孔46.吸入逆止弁室47.スプリング48
.チェック弁49.吸入通路50はなくてもよい。The check valve 49 is for preventing the generation of bubbles in the oil-tight chamber 38 when the piston 35 moves to the left, and the check valve 49 prevents the generation of air bubbles in the oil-tight chamber 38 when the piston 35 moves to the left. The fuel pressure in the pump chamber 10 is high enough to introduce the fuel in the pump chamber 10 into the oil-tight chamber 38 through the pump or to eliminate the generated air bubbles before the next pumping stroke, and air bubbles are generated in the oil-tight chamber 38. If there is nothing else to do, the supply hole 46. Suction check valve chamber 47. spring 48
.. Check valve 49. The suction passage 50 may not be provided.
次に本発明の第3実施例について説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described.
第9図は第3実施例に関するものであり、コントローラ
30付近の構造を示す詳細図である。FIG. 9 relates to the third embodiment and is a detailed diagram showing the structure around the controller 30.
第9図に示すように第3実施例は、第1実施例のピスト
ン35とコントロールピストン36との間に第9図の8
6で示す油圧連結室を設け、さらにコントロールピスト
ン36のピストン35に面する側の径の大きさと油密室
38に面する方の径の大きさとを変えることにより油密
室38内の圧力を低減する構造となっている。As shown in FIG. 9, in the third embodiment, 8 in FIG.
The pressure inside the oil-tight chamber 38 is reduced by providing a hydraulic connection chamber shown at 6 and changing the diameter of the side of the control piston 36 facing the piston 35 and the diameter of the side facing the oil-tight chamber 38. It has a structure.
シリンダ34″とピストン35は油密的に摺動・回動自
在に嵌合されており、コントロールピストン36もまた
シリンダ34′に油密的に摺動・、回動自在に嵌合され
ている。コントロールピストン36の右端部には二面中
54が設けられ、ステップモータ60のシャフト67か
らの回動力が伝達される。シリンダ34′には燃料通路
40と油圧連結室86とを連通ずる調整孔82が設けら
れている。本実施例ではプランジャ2が右方へ移動する
圧送行程において、ピストン35が右方へ移動して調整
孔82を塞ぐと油圧連結室86内の燃料は逃げ場がなく
なるため、ピストン35の右方移動力が油圧連結室86
内に閉じ込められた燃料を介してコントロールピストン
36の左端面に伝えられるのでコントロールピストン3
6は右方移動を開始し、制御面37が絞り制御孔39′
を塞ぐ地点でコントロールピストン36は停止するので
ピストン35の右方移動も停止する。調整孔82はプラ
ンジャ2の吸入行程の終りに近い時点から圧送行程の開
始時にかけて開口する位置に設けられていて、油圧連結
室86内の圧力の初期状態を一定に保つ役割を果してい
る。The cylinder 34'' and the piston 35 are fitted in an oil-tight manner so as to be slidable and rotatable, and the control piston 36 is also fitted in an oil-tight manner so that the control piston 36 can be slid and rotated in an oil-tight manner. A two-sided center 54 is provided at the right end of the control piston 36, to which the rotational force from the shaft 67 of the step motor 60 is transmitted.The cylinder 34' has an adjustment valve that connects the fuel passage 40 and the hydraulic connection chamber 86. A hole 82 is provided.In this embodiment, during the pressure feeding stroke in which the plunger 2 moves to the right, when the piston 35 moves to the right and closes the adjustment hole 82, the fuel in the hydraulic connection chamber 86 has no place to escape. Therefore, the rightward movement force of the piston 35 is transferred to the hydraulic connection chamber 86.
The control piston 3 is transmitted to the left end surface of the control piston 36 via the fuel trapped inside.
6 starts moving to the right, and the control surface 37 reaches the aperture control hole 39'.
Since the control piston 36 stops at the point where it closes, the rightward movement of the piston 35 also stops. The adjustment hole 82 is provided at a position that opens from near the end of the suction stroke of the plunger 2 to the beginning of the pumping stroke, and plays the role of keeping the initial state of the pressure in the hydraulic connection chamber 86 constant.
また、絞り制御孔39′は第1実施例の制御孔39に絞
り効果を持たゼたものであり、第1実施例の絞り孔43
のかわりに第3実施例では46゜47.50にかけての
チェック弁49等を用いている。またコントロールピス
トン36の左端部と油密室38に面した部分の外径を異
なるものにしたのは、油密室38内の作動圧力を下げる
ことにより絞り制御孔39′が比較的大きな径で絞り効
果を発揮でき、絞り制御孔39′の加工が容易になると
ともに、混入した微粉等による制御孔39のつまりを防
止することができるからである。Further, the aperture control hole 39' is the same as the control hole 39 of the first embodiment, but has a constriction effect, and is different from the aperture hole 43 of the first embodiment.
Instead, in the third embodiment, a check valve 49 or the like having an angle of 46°47.50 is used. The reason why the left end of the control piston 36 and the part facing the oil-tight chamber 38 are made to have different outer diameters is that by lowering the operating pressure inside the oil-tight chamber 38, the throttle control hole 39' has a relatively large diameter, which is effective for throttling. This is because the aperture control hole 39' can be easily machined, and the control hole 39 can be prevented from being clogged by mixed fine powder or the like.
本実施例においてピストン35とコントロールピストン
36とを油圧連結室86内に閉じ込められた燃料を介し
て油圧連結にする利点は、プランジャ2の回転運動によ
ってピストン35が回転運動を行なっても、その回転力
をコントロールピストン36に伝えることがない点と、
またピストン35とコントロールピストン36間の摩擦
力をなくすことにより、コントロールピストン36の回
転制御トルクを低減できる点である。In this embodiment, the advantage of hydraulically connecting the piston 35 and the control piston 36 through the fuel confined in the hydraulic connection chamber 86 is that even if the piston 35 performs a rotational movement due to the rotational movement of the plunger 2, the No force is transmitted to the control piston 36;
Furthermore, by eliminating the frictional force between the piston 35 and the control piston 36, the rotation control torque of the control piston 36 can be reduced.
次に本発明の第4実施例について説明する。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
第10図ないし第12図は本発明の第4実施例に関する
もので、第10図はコントロール30付近の構造を示す
詳細図、第11図はポンプカム回転角と送油量との関係
を示す特性図、第12図はポンプカム回転角と噴射率と
の関係を示す特性図である。Figures 10 to 12 relate to the fourth embodiment of the present invention, with Figure 10 being a detailed view showing the structure around the control 30, and Figure 11 being the characteristic showing the relationship between the pump cam rotation angle and the amount of oil fed. 12 are characteristic diagrams showing the relationship between the pump cam rotation angle and the injection rate.
第10図に示すように第4実施例は、第2実施例の絞り
制御孔39′の燃料通路40側に圧力制御弁90を取り
付けたものである。As shown in FIG. 10, in the fourth embodiment, a pressure control valve 90 is attached to the fuel passage 40 side of the throttle control hole 39' of the second embodiment.
油密室38に常時開口した絞り制御孔39′を塞ぐよう
に圧力制御弁90がスプリング91により左方に付勢さ
れていて、油密室38内の圧力がある設定圧以上になる
と圧力制御弁90は絞り制御孔39′を開き、油密室3
8から圧力制御弁室98、燃料通路40、環状溝8日、
燃料通路42.42を介してポンプ室10への燃料流出
を許容する。A pressure control valve 90 is biased to the left by a spring 91 so as to close the throttle control hole 39' which is always open in the oil-tight chamber 38, and when the pressure inside the oil-tight chamber 38 exceeds a certain set pressure, the pressure control valve 90 closes. opens the throttle control hole 39' and closes the oil-tight chamber 3.
8 to pressure control valve chamber 98, fuel passage 40, annular groove 8,
Fuel is allowed to flow into the pump chamber 10 via fuel passages 42,42.
スプリング91の右端部には制御スクリュ92が当接し
ており、制御スクリュ92の右端部には対向した2平面
をなす2血中93が設けである。A control screw 92 is in contact with the right end of the spring 91, and two blood vessels 93 forming two opposing planes are provided at the right end of the control screw 92.
2血中93にはギヤ94が嵌合されており、ギヤ94は
ラックギヤ95を第10図の図面紙面の表裏方向にスラ
イドすることによって回動される。A gear 94 is fitted into the second blood vessel 93, and the gear 94 is rotated by sliding the rack gear 95 in the front and back directions of the drawing paper in FIG.
ギヤ94が回動ずれば制御スクリュ92が回動し、制御
スクリュ92のねじ部99により制御スクリュ92は左
右方向に移動してスプリング91のセント荷重、すなわ
ち圧力制御弁90のリリーフ圧力を変えることができる
。When the gear 94 rotates out of rotation, the control screw 92 rotates, and the control screw 92 moves in the left-right direction by the threaded portion 99 of the control screw 92 to change the cent load of the spring 91, that is, the relief pressure of the pressure control valve 90. I can do it.
プランジャ2の圧送行程の初期においては、加圧室7内
の燃料圧力は小さく、ピストン35に対する加圧室7内
の燃料圧力による右方への付勢力が小さいため、油密室
38内の圧力もまた小さく、圧力制御弁90は絞り制御
項39′を閉したままであるためピストン35は右方へ
は移動しないが、圧送行程が進んで油密室38内の圧力
が圧力制御弁90のリリーフ圧に達すると、ピストン3
5は絞り制御孔39′で規定される速度で右方へ移動す
るため、プランジャ2によるノズル方向への送油率が低
下し、たとえば第11図の0−b−■のラインで示すよ
うな送油率となる。第11図にお、いてB点は圧力制御
弁90が絞り制御孔39′−を開口した時点を示す。こ
の時の噴射率は第12図中の■のようになる。At the beginning of the pressure feeding stroke of the plunger 2, the fuel pressure in the pressurizing chamber 7 is small, and the rightward biasing force of the fuel pressure in the pressurizing chamber 7 against the piston 35 is small, so the pressure in the oil-tight chamber 38 is also small. The piston 35 does not move to the right because it is small and the pressure control valve 90 keeps the throttle control term 39' closed, but as the pressure stroke progresses, the pressure in the oil-tight chamber 38 increases to the relief pressure of the pressure control valve 90. When it reaches, piston 3
5 moves to the right at a speed determined by the throttle control hole 39', the oil delivery rate in the nozzle direction by the plunger 2 decreases, for example, as shown by the line 0-b-■ in FIG. This is the oil delivery rate. In FIG. 11, point B indicates the point in time when the pressure control valve 90 opens the throttle control hole 39'-. The injection rate at this time is as shown by ■ in FIG.
ここで圧力制御弁90のリリーフ圧を下げれば、絞り制
御孔39′の開口時期が早くなり、例えば第11図中の
Q −) a−◎で示すような送油率となり、噴射率は
第12図中の◎のようになる。If the relief pressure of the pressure control valve 90 is lowered here, the opening timing of the throttle control hole 39' becomes earlier, and the oil delivery rate becomes as shown by Q-)a-◎ in FIG. 11, for example, and the injection rate becomes the first. It will look like ◎ in Figure 12.
また逆に圧力制御弁90のリリーフ圧を上げれば、絞り
制御孔39′の開口時期が遅れ、例えば第11図のQ’
−1−(−〇で示すような送油率となり、噴射率は第1
2図中の◎のようになる。Conversely, if the relief pressure of the pressure control valve 90 is increased, the opening timing of the throttle control hole 39' will be delayed, for example Q' in FIG.
−1−(−〇 indicates the oil supply rate, and the injection rate is the first
It will look like ◎ in Figure 2.
なお、第2図に示した絞り孔43のかわりに第6図の4
9等で示すような逆止弁機構を用いてもよく、また第1
図の回動手段はステップモータ60のかわりにDCモー
タ、ロータリーソレノイド。Note that instead of the aperture hole 43 shown in FIG. 2, the aperture hole 43 shown in FIG.
A check valve mechanism as shown in 9 etc. may be used, and the first
The rotating means in the figure is a DC motor and a rotary solenoid instead of the step motor 60.
ラックギヤ、ロータリーベーンによる油圧制御等の回動
できる手段であれば何でも用いることができる。Any means that can rotate, such as a rack gear or hydraulic control using a rotary vane, can be used.
また、スプリング71につい′ζは燃料圧力がスプリン
グの作用をするため必ずしも不可欠のものではない。Further, regarding the spring 71, 'ζ is not necessarily essential because the fuel pressure acts as a spring.
以上詳細に説明したように、本発明によれば燃料噴射率
を内燃機関の運転条件に応じて広範囲にわたって最適に
制御することができ、その結果アイドリング運転時の燃
焼騒音を低減することができると共に、中、高速回転領
域においても内燃機関の出力、燃費等を大幅に向上でき
るという優れた効果を奏する。As explained in detail above, according to the present invention, the fuel injection rate can be optimally controlled over a wide range according to the operating conditions of the internal combustion engine, and as a result, combustion noise during idling operation can be reduced, and It has the excellent effect of significantly improving the output, fuel efficiency, etc. of the internal combustion engine even in the medium and high speed rotation ranges.
第1図ないし第5図は本発明の第1実施例に関するもの
で、第1図は燃料噴射装置の要部を示す部分断面側面図
、第2図は第1図のコントローラ30付近の構造を示す
詳細図、第3図はプランジャ2の先端部分の詳細構造を
示す斜視図、第4図はポンプカム回転角と送油量との関
係を示す特性図、第5図はポンプカム回転角と噴射率と
の関係を示す特性図である。
第6図ないし第8図は本発明の第2実施例に関するもの
であり、第6図はコントローラ30付近の構造を示す詳
細図、第7図はポンプカム回転角、と送油量との関係を
示す特性図、第8図はポンプカム回転角と噴射率との関
係を示す特性図である。
第9図は第3実施例に関するものであり、コントローラ
30付近の構造を示す詳細図である。
第10図ないし第12図は本発明の第4実施例に関する
もので、第10図はコントローラ30付近の構造を示す
詳細図、第11図はポンプカム回転角と送油量との関係
を示す特性図、第12図はポンプカム回転角と噴射率と
の関係を示す特性図である。
■・・・ハウジング、2・・・プランジャ、7・・・ポ
ンプ加圧室、30・・・コントローラ、31・・・ボデ
ー、34.34’・・・シリンダ、35・・・ピストン
、36・・・制御ピストン、37・・・制御面、38・
・・油密室、39.39′・・・制御孔、43・・・絞
り孔、70・・・連結部、78・・・引っかけ部。
第1図
第2図
第3図
第4図
第5図
第6図
第 71ズ
イ゛バ 81・4−jS9「−1
う
第10ロ
ア67
第11図
第12図
7↑Pンフ・躯o転角1 to 5 relate to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a partially sectional side view showing the main parts of a fuel injection device, and FIG. 2 is a structure near the controller 30 in FIG. 1. 3 is a perspective view showing the detailed structure of the tip of the plunger 2, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between pump cam rotation angle and oil supply amount, and FIG. 5 is a diagram showing pump cam rotation angle and injection rate. FIG. Figures 6 to 8 relate to the second embodiment of the present invention, with Figure 6 being a detailed view showing the structure around the controller 30, and Figure 7 showing the relationship between the pump cam rotation angle and the amount of oil fed. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the pump cam rotation angle and the injection rate. FIG. 9 relates to the third embodiment and is a detailed diagram showing the structure around the controller 30. Figures 10 to 12 relate to the fourth embodiment of the present invention, with Figure 10 being a detailed view showing the structure around the controller 30, and Figure 11 being the characteristic showing the relationship between the pump cam rotation angle and the amount of oil fed. 12 are characteristic diagrams showing the relationship between the pump cam rotation angle and the injection rate. ■...Housing, 2...Plunger, 7...Pump pressurizing chamber, 30...Controller, 31...Body, 34.34'...Cylinder, 35...Piston, 36... ...Control piston, 37...Control surface, 38.
...Oil-tight chamber, 39.39'...Control hole, 43...Aperture hole, 70...Connection part, 78...Hook part. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 71
81.4-j S9 "-1 U 10th lower 67 Fig. 11 Fig. 12 Fig. 7 ↑P-punch/body roll angle
Claims (1)
動させて燃料を加圧送出する燃料噴射装置において、前
記プランジャが加圧行程にない時にプランジャの連結部
に係止される引っかけ部を有するピストンと、前記プラ
ンジャが加圧行程にある時に前記ピストンによって加圧
される油密室と、核油密室内に開口して油密室と低圧部
とを連通ずる制御孔とを備え、前記プランジャの連結部
に前記ピストンの引っかけ部を中心軸方向に摺動自在に
嵌合したことを特徴とする燃料噴射装置。In a fuel injection device that pressurizes and delivers fuel by reciprocating a plunger that is slidably inserted into a housing, the piston has a hook portion that is latched to a connecting portion of the plunger when the plunger is not in a pressurizing stroke; , an oil-tight chamber that is pressurized by the piston when the plunger is in a pressurizing stroke, and a control hole that opens into the core oil-tight chamber and communicates the oil-tight chamber with a low-pressure section; A fuel injection device characterized in that a hook portion of the piston is slidably fitted in a central axis direction.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58033186A JPS59158375A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Fuel injection device |
US06/583,265 US4537171A (en) | 1983-02-28 | 1984-02-24 | Fuel injection device |
DE19843407261 DE3407261A1 (en) | 1983-02-28 | 1984-02-28 | FUEL INJECTION DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58033186A JPS59158375A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Fuel injection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59158375A true JPS59158375A (en) | 1984-09-07 |
JPH0510501B2 JPH0510501B2 (en) | 1993-02-09 |
Family
ID=12379456
Family Applications (1)
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- 1984-02-28 DE DE19843407261 patent/DE3407261A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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